冯璇璘 综述,梁宗安 审校
(四川大学华西医院呼吸科,四川 成都 610072)
呼吸道感染是患者来医院就诊的最常见的疾病之一,同时也是引起患者发生严重全身感染的最常见病因。尽管目前诊疗水平有了很大的提高,但是呼吸道感染相关的并发症及病死率并无明显降低[1]。所以呼吸道感染仍是临床医生面临的严峻挑战。早期恰当的抗生素使用以及合理的抗感染疗程在治疗呼吸道感染中起着决定性作用[2]。遗憾的是,传统的痰培养、血培养等检查由于其结果回报的延迟性、低特异性、低敏感性,无法及时有效地指导抗感染治疗[3]。而生物标记物可通过监测机体对感染的反应,及时准确地判断患者感染的发生及感染的严重性,对指导抗感染治疗有很大帮助。在所研究的生物标记物中,降钙素原(PCT)已被证实与机体感染,特别是细菌感染密切相关,本文就其在呼吸道感染中的应用研究进展作如下概述。
PCT是一种能准确反映呼吸道感染的特殊生物标记物[4]。PCT是降钙素的前体,是一种可溶性的功能蛋白,由114~116个氨基酸组成。正常代谢下甲状腺C细胞和肺脏内分泌细胞产生PCT并分泌激素活性的降钙素,其他器官如肝脏的巨噬细胞和单核细胞也能产生部分PCT。血浆和血液样本中的PCT性质相对稳定,不易降解,常用的定量免疫发光法和半定量快速检测法等检测方法即可检测。细菌内毒素是诱导PCT产生的主要刺激因子之一。患者在接触感染的4小时内便开始释放PCT,8小时达到高峰,当感染受到控制时开始清除,血浆清除半衰期大约为1天,其浓度与炎症反应的严重程度有较好的相关性[5~8]。因此,动态监测 PCT值的变化,可以较为准确地鉴别患者是否存在呼吸道感染、同时评估感染严重程度及病情变化,从而指导抗生素的使用。
2.1 PCT与社区获得性肺炎(CAP)CAP的常见病原体为肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、非典型病原体及病毒等。大量的国内外临床研究和荟萃分析结果显示,细菌性肺炎时血清PCT显著增高,而病毒性肺炎时PCT不会有明显变化。Muller等一项包含925例CAP患者的研究显示,细菌感染者PCT明显偏高;若患者PCT低于0.25 ng/ml,血培养阳性的比例不到1%,而若患者PCT高于2.5 ng/ml,则血培养阳性的比例高达20%[9]。该研究组前期的研究结果也显示与C超敏反应蛋白、白细胞数等比较,PCT诊断CAP的准确性最高[4]。
2.2 PCT与医院获得性肺炎(HAP)HAP,特别是呼吸机相关性肺炎(VAP)是医院常见的医院获得性感染,其病死率高达30%~70%[10]。有关PCT与HAP的临床研究相对较少。Duflo等[11]首次观察了血清PCT值对VAP的诊断价值,结果发现血清PCT值在VAP患者中明显高于非VAP患者,以PCT值高于3.9 ng/ml诊断VAP的敏感性为41%,特异性为100%。Charles的研究也证实了PCT在诊断VAP的作用[12]。另外Luyt等研究结果显示,PCT与VAP患者的病情严重程度相关,在第1、3和7天 PCT值分别达到大于1.0 ng/ml、1.0 ng/ml、1.0 ng/ml时提示患者预后不良[13]。国内的研究显示,在VAP的早期诊断中,PCT的特异性明显优于CRP,可以显著提高诊断的特异性,从而有效排除诊断假阳性,对VAP的确诊有一定临床价值[14]。
2.3 PCT与慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD) 呼吸道感染是AECOPD发病和加剧的一个重要因素,AECOPD患者进行早期抗感染治疗对患者早期康复及降低病死率具有重要的意义。Daubin等[15]有关32例慢性阻塞性肺疾病的研究中PCT值小于0.1 ng/ml时,细菌感染的可能性低,PCT值大于0.25 ng/ml时提示细菌感染。黎艳聪等[16]在200例AECOPD患者的研究结果也得出血清PCT水平升高对早期诊断AECOPD患者细菌感染有积极意义。
2.4 PCT与肺部真菌感染 PCT对于诊断肺部真菌感染有一定的指导作用。Zegleń等[17]研究了49例肺移植伴有霉菌定植或感染的患者,24例(49%)患者的下呼吸道分泌物证实有霉菌存在,存在真菌感染的患者PCT水平为(0.5±0.7)ng/ml,PCT的检测有助于霉菌感染的诊断。马晓薇等[18]通过对真菌血症及细菌血症两组患者进行对比研究得出,当PCT<0.5 ng/ml,真菌感染组36例占73.47%,细菌感染组5例占9.62%,结论提示对于有临床感染征象的患者,PCT<0.5 ng/ml时,高度提示真菌感染;PCT可以作为真菌与细菌鉴别的一个有效的临床辅助诊断指标。
呼吸道感染时如何合理选择抗生素是很棘手的问题,抗感染方案的决策会直接影响患者的疾病转归。及时的抗感染治疗是降低呼吸道感染相关病死率的最有效措施,而抗生素的过度使用可能产生不必要的副作用,增加细菌耐药性和额外医疗费用等[2]。传统单纯的症状和体征很难鉴别细菌和病毒感染,这也是治疗呼吸道感染的困境。PCT的半衰期短,能快速反映病情变化,在细菌感染时增高,好转时降低,因此可以据病情指导抗生素的使用时机和疗程。
最新一项包含14项随机对照试验的荟萃分析[19]评价了PCT在指导呼吸道感染抗生素使用中的有效性和安全性。所有纳入的研究都采取相似的试验流程,即根据PCT值的变化决定抗生素的使用时机及疗程。各试验采用了不同的PCT截断值,但都是PCT值较高时提示细菌感染。该研究根据患者的基础状态分析了PCT值的不同作用。在支气管炎等轻度肺部感染时,PCT主要用于指导是否进行抗生素的使用,而对于重症肺炎,甚至感染性休克时,PCT主要用于指导抗生素的使用疗程。对纳入的14项研究分析显示,通过监测PCT可使抗生素使用量在社区医院单纯的上下呼吸道感染中降低40%~75%,急性支气管炎患者中降低60%~75%,AECOPD患者中降低30%~45%。在较为严重的呼吸道感染中,监测PCT值可使CAP患者的抗感染疗程缩短35%~55%,VAP患者缩短大约35%。重要的是,所纳入试验通过跟踪研究发现,PCT值指导的抗感染治疗并不增加临床病死率或其他副作用。
国内的荟萃分析结果也显示[20,21],使用 PCT指导抗生素治疗策略可明显减少抗生素的使用率及使用疗程,且对住院时间等影响不大。需要指出的是,根据PCT值指导的抗感染方案,在细菌感染的患者中,PCT值越高,需要接受抗生素治疗的时间就越长。但是Jensen等的研究却发现,当PCT值增高时,不宜延长抗生素的使用,以PCT指导诊断和抗生素治疗,ICU患者的生存率并未改善[22]。
PCT可准确反映患者的呼吸道感染,利用PCT指导的抗感染流程明显缩短,因此PCT有很好的临床应用价值。在不易感染的患者,单次PCT值<0.25 ng/ml则可以排除可能的感染。对于已停用抗生素但病情有恶化趋势的患者,如果PCT值>0.25 ng/ml,就明确提示可能存在感染。多数情况下,PCT值回报可能延迟,此时抗生素的使用只能根据患者的症状、体征及其他已回报的检验结果,而PCT值可以用来判断何时停用抗生素。如果患者临床好转,PCT值<0.25 ng/ml或者绝对值较峰值下降80%~90%,即可停用抗生素。对于重症感染等高危患者,经验性抗生素的使用不应因为PCT测定而延迟使用。对于PCT值<0.5 ng/ml但不能提示典型细菌感染时,应当考虑病毒等其他原因的感染。开始使用抗生素后,仔细的临床评估和间断的PCT监测是该类患者最合理的治疗方案。如果患者2天内PCT值未降低50%,提示治疗方案可能失败[23,24]。对于心脏手术、创伤或心源性休克等后怀疑可能呼吸道感染的患者,PCT反映了机体对于创伤的细胞炎症反应,并不能诊断为呼吸道感染。后续监测PCT值有助于抗生素停用时机的判断患者手术或者创伤3~4天后出现PCT的高峰提示可能发生继发性的细菌感染[25]。
综上所述,PCT半衰期短,特异性高,对呼吸道感染的早期诊断、病情评估和合理用药均有重要的参考价值。在治疗过程中连续监测PCT水平,能及时评估疗效,调整治疗方案及疗程,从而指导抗生素的正确使用。但PCT的检测永远不能取代病原学检查及临床评估,仅可作为一种辅助诊断的手段。
[1] Mizgerd JP.Acute lower respiratory tract infection[J].N Engl J Med,2008,358(7):716-727.
[2] Ohl CA,Luther VP.Antimicrobial stewardship for inpatient facilities[J].J Hosp Med,2011,6(Suppl 1):S4-S15.
[3] Schuetz P,Litke A,Albrich WC,et al.Blood biomarkers for personalized treatment and patient management decisions in community-acquired pneumonia[J].Curr Opin Infect Dis,2013,26(2):159-167.
[4] Schuetz P,Albrich W,Mueller B.Procalcitonin for diagnosis of infection and guide to antibiotic decisions:past,present and future[J].BMC Med,2011,9:107.
[5] Hohn A,Schroeder S,Gehrt A,et al.Procalcitonin-guided algorithm to reduce length of antibiotic therapy in patients with severe sepsis and septic shock[J].BMC Infect Dis,2013,13:158.
[6] 保勇,史梦,喻华,等.检测血清降钙素原对感染性疾病及脓毒症的诊断价值[J].实用医院临床杂志,2012,9(1):94-96.
[7] 王晓梅,张建成,董芸,等.血清降钙素原检测在发热性疾病诊断中的意义[J].实用医院临床杂志,2013,10(1):80-81.
[8] 吴熙,于学忠.降钙素原[J].中国医学科学院报,2008,30(2):231-235.
[9] Müller F,Christ-Crain M,Bregenzer T,et al.Procalcitonin levels predict bacteremia in patients with community-acquired pneumonia:a prospective cohort trial[J].Chest,2010,138(1):121-129.
[10] Joseph NM,Sistla S,Dutta TK,et al.Ventilator-associated pneumonia:a review[J].Eur J Intern Med,2010,21(5):360-368.
[11] Duflo F,Debon R,Monneret G,et al.Alveolar and serum procalcitonin:diagnostic and prognostic value in ventilator-associated pneumonia[J].Anesthesiology,2002,96(1):74-79.
[12] Charles PE,Kus E,Aho S,et al.Serum procalcitonin for the early recognition of nosocomial infection in the critically ill patients:a preliminary report[J].BMC Infect Dis,2009,9:49-58.
[13] Luyt CE,Guérin V,Combes A,et al.Procalcitonin kinetics as a prognostic marker of ventilator-associated pneumonia[J].Am J Respir Crit Care Med,2005,171(1):48-53.
[14] 廖雪莲,金晓东,康焰,等.降钙素原在呼吸机相关性肺炎中的诊断作用[J].中国危重病急救医学,2010,22(3):142-145.
[15] Daubin C,Parienti JJ,Fradin S,et al.Procalcitonin levels and bacterial aetiology among COPD patients admitted to the ICU with severe pneumonia:a prospective cohort study[J].BMC Infect Dis,2009,9:157.
[16] 黎艳聪,舒啸.血清降钙素原对于慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的临床意义[J].国际呼吸杂志,2013,33(5):345-347.
[17] Zegleń S,Siol'a M,Woz'niak-Grygiel E,et al.Procalcitonin serum concentration in lung transplant recipients during mold colonization or infection[J].Transplant Proc,2011,43(8):3089-3091.
[18] 马晓薇,罗永艾.降钙素原在侵袭性真菌感染诊断中的应用价值研究[J].中国真菌学杂志,2012,22(5):904-906.
[19] Schuetz P,Chiappa V,Briel M,et al.Procalcitonin algorithms for antibiotic therapy decisions:a systematic review of randomized controlled trials and recommendations for clinical algorithms[J].Arch Intern Med,2011,171(15):1322-1331.
[20] 张立,黄静,林勇,等.降钙素原指导抗生素治疗策略在社区获得性下呼吸道感染中应用的荟萃分析[J].中华结核和呼吸杂志,2012,35(4):275-282.
[21] 刘晓帆,胡苏萍,陈国忠,等.降钙素原指导社区获得性肺炎用药的 Meta分析[J].临床内科杂志,2012,29(11):756-759.
[22] Jensen JU,Hein L,Lundgren B,et al.Procalcitonin-guided interventions against infections to increase early appropriate antibiotics and improve survival in the intensive care unit:a randomized trial[J].Crit Care Med,2011,39(9):2048-2058.
[23] Schuetz P,Amin DN,Greenwald JL.Role of procalcitonin in managing adult patients with respiratory tract infections[J].Chest,2012,141(4):1063-1073.
[24] Schuetz P,Chiappa V,Briel M,et al.Procalcitonin algorithms for antibiotic therapy decisions:a systematic review of randomized controlled trials and recommendations for clinical algorithms[J].Arch Intern Med,2011,171(15):1322-1331.
[25] Sponholz C,Sakr Y,Reinhart K,et al.Diagnostic value and prognostic implications of serum procalcitonin after cardiac surgery:a systematic review of the literature[J].Crit Care,2006,10(5):R145.